武荆高速公路第四合同段里程为K16+928—K27+000,项目所在地为典型的冲积、湖积平原亚区,受软土地基影响,对路堤填筑施工提出更高的要求。项目周边的汉川电厂为工程提供了大量的粉煤灰资源,其中S₂O₃、AL₂O₃及Fe₂O₃的总含量达82.63%,远远超过行业所认定的70%标准;烧失量为0.86%,能良好地控制在12%范围内,因此完全满足规范要求,可以将其用于路堤填筑施工中。

1)自重轻大量研究表明,粉煤灰所具备的最大干密度普遍在0.9～1.2g/cm³范围内,相比于细颗粒土其性能更好,是软土地基填筑施工中不可缺少的材料。受质地较轻的影响,粉煤灰能有效避免路堤沉降现象,由此削弱对路基的破坏力度,在同等条件下可显著增强路堤的极限高度。经工程后期检验可知,如果路基越软弱,对应的路堤沉降控制效果则越优。

2)强度高粉煤灰工程性质与压实性能有着密切关联,其内部颗粒与细粒土具有高度相似性,因此诸如含水量等都可以用于评价粉煤灰的强度。分别对饱水和不饱水两种情况进行分析可知,其内摩擦角分别控制在18°～33°及30°～42°,二者明显优于土质填料,因此能增强路堤的强度与稳定性。

3)压缩性小粉煤灰所对应的压缩系数较小,能使路堤建设过程中的沉降量得到明显控制。就相同密度条件而言,使用粉煤灰材料进行施工,路堤抗压缩性能尤为良好,具有传统土质路堤无法比拟的优点。

4)固结快相比于黏性土,粉煤灰所对应的渗透系数是黏土的百倍甚至更多,所以渗透固结效果良好,有利于自由水的顺利排出,可以在短时间内达到固结效果。此外,粉煤灰渗透性明显优于黏性土,即便是在雨季也不会受到明显影响。

通过试验分析粉煤灰的基本性能,对其质量效果进行评价,无论是土质护坡还是封顶层,都需要在JTG E40—2007《公路土工试验规程》的指导下进行土工试验。此外,关于隔离层和排水盲沟这两部分结构,应确保砂料粒径控制在8mm范围内,5mm范围内的细砂占比不大于50%。

对粉煤灰进行室内试验,结果如表1所示。

将路堤施工区域内的杂草、树根等杂物清理干净,如果路堤施工区域处于低洼积水地段,首先应使用设备将积水排除,在此基础上进行清淤处理,而后回填并进行分层碾压,使其达到基底标高。此外,应找到流向路堤作业区内的水源,将其流向截断,在边沟处设计临时排水沟,从而确保施工的排水效果。

粉煤灰路堤施工工艺流程如图1所示。

应对粉煤灰含水量进行调节,此项工作需在堆灰场或灰池中展开,如果粉煤灰湿度较大,则需增加粉煤灰的堆高,起到沥干水分的效果;对于过干的粉煤灰,应在正式摊铺作业的前2～3d将其进行堆放洒水闷料处理。

引入大吨位自卸车完成对粉煤灰的运输作业。在运输过程中做好防止扬尘污染的措施。注重粉煤灰润湿用水的选择,以居民饮用水为宜;如果遇到可疑水源,须进行试验分析其质量。

精准放样是后续粉煤灰摊铺顺利进行的基本前提。此操作后可画出路堤边线,需注意的是:边线应足够顺直,弯道则以圆顺形为宜,以实际摊铺能力为基准,在此基础上确定摊铺长度,确保完成碾压作业。为提升碾压质量,以水平分层的方式为宜,要求压实层之间搭接部分的长度不少于150cm,这是接头段压实度的基本保障。

在进行粉煤灰填筑施工时,应同时进行土质护坡施工。需以削坡后的净宽为基准,由此确定合理的土质摊铺宽度,及时完成排水盲沟施工。有必要设置松铺厚度控制桩,具体位置以路基中心和路堤边缘为宜,在其辅助下可将粉煤灰摊铺厚度控制在合理范围内。

一旦进行粉煤灰摊铺施工后,需随即进行碾压作业,当天完成摊铺的材料应在当天完成碾压作业,从而避免水分蒸发,确保最终的压实效果。不同的设备对应的压实度不同,20～30t振动压路机操作对象的单层厚度应控制在20cm以内;如果选用40～50t的大型振动压路机,要求单层厚度控制在30cm以内。碾压施工应严格遵循先轻后重的原则,从低向高处逐渐延展,首先使用大型碾压设备,经过3～4遍处理后,再转换为静压的方式,此环节以1～2遍为宜。

对粉煤灰压实层进行压实度指标检验,如果无法随即进行上层结构的铺筑施工,需采取洒水湿润措施,防止表层干燥松散;此外需提升路基排水设施的完善性,加大力度做好日常维护工作。为了对新筑粉煤灰土质护肩形成保护作用,需种植一定量的草皮,避免结构受到雨水的冲刷影响;此外,应设置泄水槽进一步增强排水效果。

在粉煤灰路堤施工过程中,必须进行技术优化,进一步提升施工质量。文章围绕软土地基的路基填筑施工展开探讨,提出可行建议,深化粉煤灰在软土地基路堤填筑中的应用水平。